Фамилия Кулумбетова — одна из тех, что ведут к тюркскому родовому имени Кулумбет. Происхождение этого имени тёмное и неясное, но известно, что его носил древний род, живший в Зауралье. Выходец из этого рода получал прозвище Кулумбет, а его потомки со временем закрепили за собой фамилию.

Род Кулумбетова входил в племя Катай — одно из самых древних тюркских объединений. Есть версия, что часть катайцев оказалась в числе первых тюрков, покинувших сибирскую прародину и двинувшихся на запад, вплоть до Южного Урала. По другой гипотезе, предки катайцев были территориальными соседями китайцев, с которыми у воинственных кочевников случалось немало столкновений. Эта версия, впрочем, остаётся лишь предположением, не подкреплённым прямыми лингвистическими или историческими доказательствами.

Сама фамилия образована по стандартной для тюркских языков модели: к основе Кулумбет добавился русский патронимический суффикс -ов (в женском варианте — -ова). Такое оформление типично для многих фамилий народов Поволжья и Урала, которые в XIX–XX веках фиксировались в русских документах. Встречается фамилия преимущественно среди башкир, татар и казахов, что согласуется с историей расселения племени Катай.